BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ
KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC
TÊN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU DÙNG SMARTPHONE ĐỂ MỞ KHÓA
VÀ CHỐNG TRỘM CHO XE MÁY
GVHD: GVC-ThS. Đỗ Thị Thu Dung
SVTH: MSSV:
1. Đỗ Trọng Chinh 1151070006
2. Nguyễn Đình Hồng 1151070026
3. Vũ Thị Mến 1151070043
4. Nguyễn Văn Minh 1151070044
Hà Nội, 05/2015
1
MỤC LỤC
Danh mục bảng biểu 2
Danh mục hình vẽ 2
Danh mục ký hiệu các chữ viết tắt 3
Lời mở đầu 4
Giới thiệu chung 5
1. Lý do chọn đề tài 5
2. Mục đích của đề tài 5
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5
4. Hướng nghiên cứu và phát triển 5
Chương 1- Sự tương tác giữa điện thoại và các thiết bị ngoại vi 7
1.1. Tương tác qua sóng Bluetooth 7
1.2. Tương tác qua sóng vô tuyến RF 11
1.3. Tương tác qua giao tiếp hồng ngoại 12
1.4. Giao tiếp gần NFC 13
Chương 2- Phương thức hoạt động của sóng Bluetooth 15

2.1. Giới thiệu về Bluetooth 15
2.2. Cấu tạo của mạch Blutooth 16
2.3. Nguyên lý hoạt động của Bluetooth 18
2.4. Ứng dụng của Bluetooth 18
Chương 3- Sử dụng giao tiếp Bluetooth để điều khiển và làm thiết bị an ninh cho
phương tiện giao thông

21
3.1. Các chức năng cần cho mạch điều khiển và chống trộm xe máy 21
3.2. Tìm hiểu về module Bluetooth HC05 21
3.3. Tìm hiểu về Chip Atmega8 25
3.4. Thiết kế và lập trình cho mạch điều khiển 32
Chương 4: Kết quả nghiên cứu và hướng phát triển của đề tài 45
4.1. Kết quả nghiên cứu 45
4.2. Hướng phát triển của đề tài 46
Kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo 47
Tài liệu tham khảo 48
2
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Các nguồn Clock tương ứng với việc thiết lập các FUSE tương ứng 26
Bảng 3.2. Sử dụng mạch RC thích hợp trong Chip 27
Bảng 3.3. 19 tín hiệu ngắt theo mức ưu tiên từ cao xuống thấp ở Atmega8 28
Bảng 3.4. Bảng trạng thái thanh ghi MCUCR 29
Bảng 3.5. Sự liên hệ giữa UBRR và tốc độ Baud 30
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Ký hiệu Bluetooth (trên điện thoại di động) 7
Hình 1.2. Mô phỏng sự kết nối giữa các thiết bị dùng Bluetooth 8
Hình 1.3. Bluetooth MDU 0001 và Bluetooth mouse 10
Hình 1.4. Lenovo IdeaPad S10-3t 10
Hình 1.5. Đồng hồ Citizen W700 hỗ trợ Bluetooth 11

Hình 1.6. Sử dụng sự tương tác qua sóng vô tuyến RF 11
Hình 1.7. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp hồng ngoại 13
Hình 1.8. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp gần 13
Hình 1.9. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp gần 14
Hình 2.1. Sơ đồ chân IC HC05 16
Hình 2.2. Module mạch thu phát sóng Bluetooth 17
Hình 3.1. Sơ đồ chân HC05 21
Hình 3.2. Module Bluetooth HC05 22
Hình 3.3. Cửa sổ giao diện giao tiếp với cổng Serial 23
Hình 3.4. Sơ đồ chân IC Atmega8 26
Hình 3.5. Mạch dao động sử dụng thạch anh ngoài 27
Hình 3.6. Thanh ghi MCUCR 29
Hình 3.7. Thanh ghi GICR 29
Hình 3.8. Thanh ghi cờ ngắt 29
Hình 3.9. Thanh ghi UCSRA 31
Hình 3.10. Thanh ghi UCSRB 31
3
Hình 3.11. Thanh ghi UCSRC 31
Hình 3.12. Sơ đồ nguyên lý mạch mở khóa và chống trộm 32
Hình 3.13. Khối reset 32
Hình 3.14. Khối dao động thạch anh 33
Hình 3.15. Khối nguồn 33
Hình 3.16. Khối đầu ra điều khiển 34
Hình 3.17. Khối điều khiển tự động 35
Hình 3.18. Jack cắm cho module Bluetooth HC05 35
Hình 3.19. Sơ đồ mạch in mạch mở khóa và chống trộm 35
Hình 3.20. Mạch thiết kế điều khiển mở khóa và chống trộm 36
Hình 3.21. Sơ đồ mạch nguyên lý của tag điều khiển 39
Hình 3.22. Sơ đồ mạch in của tag điều khiển 40
Hình 3.23. Mạch thiết kế của tag điều khiển 40

Hình 4.1. Phần module gắn trên xe máy 45
Hình 4.2. Phần tag điều khiển (remote) 46
DANH MỤC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt
ISM Industrial, Scientific,
Medical (band)
Băng tần cho công nghiệp, khoa học và
y tế
BSIG (SIG) Bluetooth Special Interest
Group
Tổ chức gồm các công ty hàng đầu
trong lĩnh vực viễn thông, máy tính và
công nghiệp mạng đang phát triển công
nghệ Bluetooth
PC Personal Computer Máy tính cá nhân
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị hỗ trợ cá nhân
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến
NFC Near-Field Communication Giao tiếp gần
HĐH Hệ điều hành
ĐTDĐ Điện thoại di động
VĐK Vi điều khiển
4
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, điện thoại di động đã trở thành một trong những công cụ liên lạc thiết
yếu của con người. Không chỉ thế, ngoài chức năng liên lạc, cùng với sự phát triển của
công nghệ, sự kết nối toàn cầu, điện thoại di động còn được trang bị nhiều ứng dụng
giải trí, định vị, mua sắm, thanh toán trực tuyến,…chúng gọi chung là điện thoại thông
minh Smartphone.
Cuộc sống hiện đại và mọi thứ sẽ trở nên tiện lợi hơn, dễ dàng hơn khi những
thao tác trên được số hóa gọn nhẹ nhanh chóng và tập trung vào một vật bất ly thân của

bạn là chiếc Smartphone. Điều khiển các thiết bị và tìm kiếm chúng bằng Smartphone
thông qua sóng Bluetooth, một công nghệ không phải quá mới nhưng chưa được dùng
nhiều trên các thiết bị ở thị trường Việt Nam hiện nay, một công nghệ mang lại lợi ích
thiết thực cho người dùng. Mặt khác, để thực hiện học đi đôi với hành, áp dụng các
kiến thức đã được học trên ghế nhà trường với thực tế cuộc sống, nhóm sinh viên quyết
định đi sâu nghiên cứu công nghệ không dây Bluetooth của các thiết bị điện tử chạy
trên nền hệ điều hành Android với chủ đề “Nghiên cứu dùng Smartphone để mở khóa
và chống trộm cho xe máy”.
Thực tế trong cuộc sống hiện nay, sinh viên sử dụng điện thoại di động và đi xe
máy là phổ biến. Các hiện tượng mất trộm đôi khi xảy ra trong trường cũng như nơi ở
làm cho sinh viên rất bức xúc với tệ nạn xã hội này vì chúng tôi đang đi học, chưa
kiếm được tiền, chỉ nhờ sự chu cấp của cha mẹ. Trong chương trình học chúng tôi lại
được học về các hệ thống thông tin viễn thông nên chúng tôi có ý tưởng sử dụng hệ
thống thông tin viễn thông điều khiển từ xa để có thể mở khóa và chống trộm cho xe
máy, bảo vệ tài sản riêng cho mỗi người.
Nhóm tác giả sinh viên
5
GIỚI THIỆU CHUNG
1. Lý do chọn đề tài
Trong thực tế, sinh viên sử dụng điện thoại di động và đi xe máy là phổ biến.
Các hiện tượng mất trộm đôi khi xảy ra trong trường cũng như nơi ở làm sinh viên rất
bức xúc với tệ nạn xã hội này, vì chúng tôi đang đi học, chưa kiếm được tiền, chỉ nhờ
sự chu cấp của cha mẹ. Trong chương trình học chúng tôi lại được học về các hệ thống
thông tin viễn thông, để thực hiện học đi đôi với hành – đưa kiến thức đã được học vào
đời sống thực tế - nên chúng tôi có ý tưởng sử dụng hệ thống thông tin viễn thông điều
khiển từ xa để có thể mở khóa và chống trộm cho xe máy, bảo vệ tài sản riêng cho mỗi
người.
2. Mục đích của đề tài
Cùng với sự phát triển rất nhanh của công nghệ số, đặc biệt là thiết bị
smartphone đã ra đời, chúng gần như là một vật bất ly thân và là người trợ lý tuyệt vời.

Vậy tại sao ta không thể biến nó như một chiếc Remote để có thể đóng mở khóa chiếc
xe của bạn thật đơn giản và nhanh chóng hơn. Ý tưởng triển khai đề tài nghiên cứu
khoa học này nhằm tạo ra một thiết bị giúp việc mở khóa và đảm bảo an ninh cho xe
máy bằng điện thoại Smartphone tốt hơn. Nhờ vậy mà ta có thể mở khóa xe một cách
dễ dàng hơn, ngay cả khi ta quên chìa khóa cũng như đánh mất chìa khóa. Hoặc trong
những lúc có kẻ gian lợi dụng sự mất tập trung cảnh giác để ăn cắp xe, thì nhờ thiết bị
sẽ gửi cảnh báo về cho xe, cũng như phục vụ cho công tác truy tìm kẻ gian và tìm lại
xe. Ý tưởng được đề xuất ra với mục đích giúp cho cuộc sống thêm tiện lợi và an toàn
hơn
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
Chúng tôi tìm hiểu về khả năng giao tiếp, khả năng hoạt động, những ứng dụng
có thể sử dụng của công nghệ giao tiếp Bluetooth và các thiết bị chạy hệ điều hành
Android, nhằm ứng dụng nó vào việc đóng mở khóa và chống trộm cho xe, cụ thể là xe
máy.
- Phạm vi nghiên cứu:
Chúng tôi sẽ vận dụng các kiến thức đã được học trong phạm vi ngành điện tử
truyền thông. Chúng tôi sẽ nghiên cứu thiết kế mạch cơ bản, sử dụng ngôn ngữ lập
trình đã học, làm báo cáo chi tiết và cũng làm ra sản phẩm mô hình thực tế.
4. Hướng nghiên cứu và phát triển
6
Hướng nghiên cứu của đề tài là sẽ làm ra một mô hình sản phẩm thực tế, qua đó
nhờ các phương pháp đo đạc, đánh giá kết quả và đem nó vào thực tế để so sánh thực
nghiệm xem thiết bị có những hạn chế gì, tìm cách đưa ra giải pháp và hướng phát triển
trong tương lai. Hướng phát triển trong tương lai là biến thiết bị của ta nhỏ gọn hơn, đa
chức năng hơn, ổn định hơn và quan trọng là hữu ích dễ sử dụng, giá thành chi phí
thấp.
7
CHƯƠNG 1 – SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG
VÀ CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI

1.1. Tương tác qua sóng Bluetooth
1.1.1. Khái niệm Bluetooth
Bluetooth là công nghệ không dây cho phép các thiết bị điện, điện tử giao tiếp
với nhau trong khoảng cách ngắn, bằng sóng vô tuyến qua băng tần chung ISM
(Industrial, Scientific, Medical) trong dải tần 2,40–2,48 GHz và có khả năng truyền tải
giọng nói và dữ liệu.
Phạm vi hoạt động của thiết bị Bluetooth là khoảng 10m. Bluetooth truyền dữ
liệu với tốc độ 1 Mbps, nhanh gấp 3 và 8 lần tốc độ trung bình của cổng song song và
cổng nối tiếp tương ứng. Đây là dãy băng tần không cần đăng ký được dành riêng để
dùng cho các thiết bị không dây trong công nghiệp, khoa học và y tế.
Bluetooth được thiết kế nhằm mục đích thay thế dây cáp giữa máy tính và các
thiết bị truyền thông cá nhân, kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử lại với nhau một
cách thuận lợi với giá thành rẻ.
Khi được kích hoạt Bluetooth có thể tự động định vị những thiết bị khác có
chung công nghệ trong vùng xung quanh và bắt đầu kết nối với chúng. Nó được định
hướng sử dụng cho việc truyền dữ liệu lẫn tiếng nói.

Công nghệ không dây Bluetooth là một tiêu chuẩn trong thực tế, dùng cho các thiết bị
cỡ nhỏ, chi phí thấp, sóng ngắn liên kết giữa PC di động, điện thoại di động và giữa các
máy tính với nhau. Bluetooth Special Interest Group (BSIG) là tổ chức gồm những
công ty hàng đầu trong lĩnh vực viễn thông, máy tính và công nghiệp mạng đang cố
gắng phát triển công nghệ này và cung cấp rộng rãi trên thị trường.
8
Hình 1.1. Ký hiệu Bluetooth (trên điện thoại di động).
Bluetooth là một công nghệ cho phép truyền thông giữa các thiết bị với nhau mà
không cần cáp và dây dẫn. Bluetooth ít tiêu hao năng lượng và có giá thành thấp mặc
dù tốc độ của nó chậm hơn khá nhiều so với mạng không dây WiFi. Apple đã trang bị
chức năng hỗ trợ Bluetooth vào hệ máy Mac của mình trong nhiều năm để kích hoạt
khả năng hoạt động với các thiết bị bàn phím và chuột không dây hỗ trợ Bluetooth,
đồng bộ hoá dữ liệu với điện thoại di động (ĐTDĐ) và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA, in

ấn với các máy in hỗ trợ Bluetooth và kết nối đến các thiết bị khác.
Bluetooth đã phải đối mặt với cuộc chiến đang leo thang giữa các nhà sản xuất
PC nhưng ngược lại, công nghệ Bluetooth là "đứa con cưng" của các hãng sản xuất
ĐTDĐ vì đại đa số các ĐTDĐ đều có hỗ trợ Bluetooth cũng như các thiết bị headset
không dây. Trong tương lai, công nghệ Bluetooth phiên bản mới sẽ tiếp tục phát triển
rộng hơn ở nhiều lĩnh vực.
1.1.2. Các đặc điểm của Bluetooth
- Bluetooth có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu 1Mbps (do sử dụng tần số cao)
mà các thiết bị không cần phải lấy trực tiếp nhau.Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải dữ
liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10m. Khác với kết nối hồng ngoại (IrDA), kết nối
Bluetooth là vô hướng và sử dụng dải tần 2,4 GHz trên dãy băng tần ISM.
- Tiêu thụ năng lượng thấp, cho phép ứng dụng được trong nhiều loại thiết bị,
bao gồm cả các thiết bị cầm tay và điện thoại di động.
- Giá thành hạ (giá một con chip Bluetooth đang giảm dần).
- Khoảng cách giao tiếp cho phép:
+ Khoảng cách giữa hai thiết bị đầu cuối có thể lên đến 10m ngoài trời và 5m
trong tòa nhà.
9
Hình 1.2. Mô phỏng sự kết nối giữa các thiết bị dùng Bluetooth
+ Khoảng cách thiết bị đầu cuối và Access point có thể lên tới 100m ngoài trời
và 30m trong nhà.
- Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này
với một ứng dụng khác thông qua các chuẩn “Bluetooth profiles”, do đó có thể độc lập
về phần cứng cũng như hệ điều hành sử dụng.
- Bluetooth được dùng trong giao tiếp dữ liệu tiếng nói: có 3 kênh để truyền
tiếng nói là 7 kênh để truyền dữ liệu trong một mạng cá nhân.
- An toàn và bảo mật: được tích hợp với sự xác nhận và mã hóa.
- Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm
hỗ trợ.
1.1.3. Ứng dụng của Bluetooth

1.1.3.1. Thiết bị thông minh
Gồm có các loại điện thoại di động: PDA thiết bị hỗ trợ cá nhân, PC, cellphone,
laptop, notebook, Điện thoại di động: Samsung S5620 monte, HTC legend, Puma
phone…Công nghệ Bluetooth gắn sẵn trên thiết bị di động, máy tính chỉ cần cài drive
nên không cần dùng cáp. Camera kỹ thuật số hay máy tính cho phép người dùng xem
tivi, chụp ảnh, quay phim, nghe MF3, FM, duyệt web và email từ điện thoại, kết nối
3G, A-GPS, GPS, EDGE, GPRS, HSDPA, Bluetooth và WLAN…, truyền các máy in,
máy ảnh số… với nhau mà không cần nối dây.
1.1.3.2. Thiết bị truyền thanh
Gồm các loại tai nghe (headset), loa và các trạm thu âm thanh… Jabra, hãng sản
xuất phụ kiện cho điện thoại di động vừa ra mắt BT3030, tai nghe Bluetooth vượt trội
về kiểu dáng lẫn thiết kế. Đây là sản phẩm công nghệ mới nhất của Jabra, nó được chế
tạo giống như vòng thẻ đeo cổ truyền thống của lính Mỹ. BT3030 hỗ trợ chuẩn
Bluetooth 2.0+ EDR (chuẩn mới nhất), HSP, HFP, A2DP và AVRCP. Ngoài ra với 6
nút nhấn rất tiện dụng để gửi và nhận cuộc gọi kết hợp điều khiển nghe nhạc và tất
nhiên nó sẽ tự hạ thấp âm lượng nhạc phát khi có cuộc gọi đến.
1.1.3.3. Thiết bị truyền dữ liệu
Gồm chuột, bàn phím, joystick, camera, bút kỹ thuật số, máy in, LAN access
point, máy tính nhận diện khuôn mặt, bàn phím nhận diện….dùng để kết nối Internet
hoặc mạng cục bộ bằng điện thoại. Nó hoạt động 100m; ngõ RS232 qua cổng COM.
Tốc độ 56Kbps.


10
Bluetooth MDU 0001 USB là thiết bị kết nối không dây sử dụng công nghệ
Bluetooth class 2, vùng phủ sóng bán kính 10m; nối với PC qua USB 1.1. Tuy nhỏ như
đầu ngón tay nhưng thiết bị được tích hợp gần như tất cả các chuẩn giao tiếp hiện có, ví
dụ: RS232, FTP, Dial- up, Fax, OBEX (chuẩn đồng bộ hóa dữ liệu cho PDA)…, nên
khi lắp MDU 0001 USB vào thì vô hình trung PC của bạn biến thành một đài phát
sóng. Ngược lại PC này cũng có thể dò tìm và kết nối đến tất cả máy tính, PDA đang

trong vùng phủ sóng. Cắm thiết bị, cài đặt driver, khởi động lại máy là tất cả các máy
tính trong bán kính 10m có thể kết nối, trao đổi dữ liệu với nhau.
1.1.3.4. Các ứng dụng nhúng
Điều khiển nguồn năng lượng trong xe hơi, các loại nhạc cụ, trong công nghiệp,
y tế…

11

Hình 1.3. Bluetooth MDU 0001 và Bluetooth mouse
Hình 1.4. Lenovo IdeaPad S10-3t
Hình 1.6. Sử dụng sự tương tác qua sóng vô tuyến RF
1.1.3.5. Một số ứng dụng khác
Do số lượng công ty tham gia vào tổ chức SIG ngày càng nhiều vì vậy số lượng
các loại sản phẩm được tích hợp công nghệ Bluetooth được tung ra thị trường ngày
càng nhiều, bao gồm cả các thiết bị dân dụng như tủ lạnh, lò vi sóng, máy điều hòa
nhiệt độ, các loại đồ chơi,…
Nhờ công nghệ Bluetooth, chiếc đồng hồ Citizen W700 này báo cho người sử
dụng khi điện thoại di động của họ có cuộc gọi đến và hiển thị tất cả các thông tin
thông qua một chức năng được gọi là ID.
1.2. Tương tác qua sóng vô tuyến RF.
1.2.1. Khái niệm
Điều khiển từ xa bằng tần số vô tuyến (RF) là loại điều khiển từ xa xuất hiện
đầu tiên và đến nay vẫn giữ một vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống. Nếu
điều khiển IR chỉ dùng trong nhà thì điều khiển RF lại dùng cho nhiều vật dụng bên
ngoài như các thiết bị mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu cho xem các loại đồ chơi điện
tử từ xa thậm chí kiểm soát vệ tinh và các hệ thống máy tính xách tay và điện thoại
thông minh…
12
Hình 1.5. Đồng hồ Citizen W700 hỗ trợ Bluetooth
1.2.2. Hoạt động

Với loại điều khiển này, nó cũng sử dụng nguyên lý tương tự như điều khiển
bằng tia hồng ngoại nhưng thay vì gửi đi các tín hiệu ánh sáng, nó lại truyền sóng vô
tuyến tương ứng với các lệnh nhị phân. Bộ phận thu sóng vô tuyến trên thiết bị được
điều khiển nhận tín hiệu và giải mã nó. Ưu điểm truyền xa hơn IR với khoảng cách
khoảng 30m hoặc có thể lên tới 100m, truyền xuyên tường, kính… Khuyết điểm là bị
nhiễu sóng do bên ngoài có rất nhiều các thiết bị máy móc sử dụng các tần số khác
nhau. Khắc phục khuyết điểm tránh nhiễu sóng bằng cách truyền ở các tần số đặc biệt
và nhúng mã kỹ thuật số địa chỉ của thiết bị nhận trong các tín hiệu vô tuyến. Điều này
giúp bộ thu vô tuyến trên thiết bị hồi đáp tín hiệu tương ứng một cách chính xác.
1.3. Tương tác qua giao tiếp hồng ngoại
1.3.1. Khái niệm tia hồng ngoại (ánh sáng hồng ngoại)
Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 400.000nm đến
760.000nm, dài hơn bước sóng ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba.
Tên “hồng ngoại” có nghĩa là “dưới mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất
trong ánh sáng thường. Mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều phát ra tia hồng ngoại.
1.3.2. Hoạt động
Sóng hồng ngoại có những đặc tính quan trọng giống như ánh sáng ( sự hội tụ
qua thấu kính, tiêu cự…). Ánh sáng thường và ánh sáng hồng ngoại khác nhau rất rõ
trong sự xuyên suốt qua vật chất. Có những vật chất ta thấy nó một màu xám đục
nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên xuyên suốt. Vì vật liệu bán dẫn “trong suốt”
đối với ánh sáng hồng ngoại, tia hồng ngoại không bị yếu đi khi vượt qua các lớp bán
dẫn để đi ra ngoài.
Tia hồng ngoại có thể truyền đi được nhiều kênh tín hiệu. Nó được ứng dụng
rộng rãi trong công nghiệp, lượng thông tin có thể đạt được 3Mbit/s. Lượng thông tin
được truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta
vẫn dùng. Trong kỹ thuật truyền tin bằng sợi quang dẫn không cần các trạm khuếch đại
giữa chừng, người ta có thể truyền một lúc 15000 điện thoại hay 12 kênh truyền hình
qua một sợi tơ quang với đường kín 0,13mm với khoảng cách 10km đến 20km. Lượng
thông tin truyền đi với ánh sáng hồng ngoại lớn gấp nhiều lần so với sóng điện từ mà ta
vẫn dùng. Tia hồng ngoại dễ hấp thụ, khả năng xuyên thấu kém. Trong điều khiển từ

xa chùm hồng ngoại phát đi hẹp, có hướng, do đó khi thu phải đúng hướng.
13
1.4. Tương tác qua giao tiếp gần NFC
1.4.1. Khái niệm
NFC (Near-Field Communications) là công nghệ kết nối không dây phạm vi
tầm ngắn trong khoảng cách 4cm, sử dụng cảm ứng từ trường để thực hiện kết nối giữa
các thiết bị khi có sự tiếp xúc trực tiếp hay để gần nhau. NFC được phát triển dựa trên
nguyên lý nhận dạng bằng tín hiệu tần số vô tuyến (Radio frequency identification -
RFID), hoạt động ở dải băng tần 13,56 MHz và tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa 424
Kbps.
14
Hình 1.7. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp hồng ngoại
Hình 1.8. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp gần
1.4.2. Ứng dụng
Do khoảng cách truyền dữ liệu khá ngắn nên giao dịch qua công nghệ NFC
được xem là an toàn. Thiết bị được trang bị NFC thường là điện thoại di động, có thể
giao tiếp với các thẻ thông minh, đầu đọc thẻ hoặc thiết bị NFC tương thích khác.
Ngoài ra, NFC còn được kết hợp nhiều công nghệ sử dụng trong các hệ thống công
cộng như bán vé, thanh toán hóa đơn…
15
Hình 1.9. Sử dụng sự tương tác qua giao tiếp gần
CHƯƠNG 2 – PHƯƠNG THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA SÓNG
BLUETOOTH
2.1. Giới thiệu về Bluetooth (công nghệ không dây Bluetooth)
2.1.1. Khái niệm
Bluetooth là một công nghệ cho phép truyền thông giữa các thiết bị với nhau mà
không cần dây dẫn. Nó là một chuẩn điện tử, điều đó có nghĩa là các hãng sản xuất
muốn có đặc tính này trong sản phẩm thì họ phải tuân theo các yêu cầu của chuẩn này
cho sản phẩm của mình. Những tiêu chuẩn kỹ thuật này đảm bảo cho các thiêt bị có
thể nhận ra và tương tác với nhau khi sử dụng công nghệ Bluetooth. Ngày nay phần

lớn các nhà máy đều sản xuất các thiết bị có sử dụng công nghệ Bluetooth. Các thiết bị
này gồm có điện thoại di động, máy tính và thiết bị hỗ trợ cá nhân PDA (Prosonal
Digital Assistant).
Công nghệ Bluetooth là một công nghệ dựa trên tần số vô tuyến và bất cứ một
thiết bị nào có tích hợp bên trong công nghệ này đều có thể truyền thông với các thiết
bị khác với một khoảng cách nhất định về cự ly để đảm bảo công suất cho việc phát và
nhận sóng. Công nghệ này thường được sử dụng để truyền thông giữa hai loại thiết bị
khác nhau. Ví dụ: Bạn có thể hoạt động trên máy tính với một bàn phím không dây, sử
dụng bộ tai nghe không dây để nói chuyện trên điện thoại di động của bạn hoặc bổ
sung thêm một cuộc hẹn vào lịch biểu PDA của một người bạn từ PDA của bạn.
2.1.2. Lịch sử phát triển của Bluetooth
- Blutooth l.0 (7/1999): Phiên bản đầu tiên được đưa ra thị trường với tốc độ kết
nối ban đầu là lMbps. Tuy nhiên, trên thực tế tốc độ kết nối của thế hệ này chưa bao
giờ đạt quá mức 700Kbps
- Bluetooth 1.1 (2001): Đánh dấu bước phát ừiển mới của công nghệ Bluetooth
trên nhiều lĩnh vực khác nhau với sự quan tâm của nhiều nhà sản xuất mới.
- Bluetooth 1.2 (11/2003): Bắt đầu có nhiều tiến bộ đáng kể. Chuẩn này hoạt
động dựa trên băng tần 2,4GHz và tăng cường kết nối thoại.
- Bluetooth 2.0+ERD (2004): Bắt đầu nâng cao tốc độ và giảm thiểu một nửa
năng lượng tiêu thụ so với trước đây. Tốc độ của chuẩn Bluetooth lên đến 2.1 Mbps
với chế độ cải thiện kết nối truyền tải - ERD (Enhanced datarate).
- Bluetooth 2.1+ERD (2004): Đây chính là thế hệ nâng cấp của Bluetooth 2.0 có
hiệu năng cao hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.
- Bluetooth 3.0+HS (2008): Có tốc độ truyền dữ liệu đạt mức 24Mbps - bằng
sóng Blutooth - High Speed.
- Bluetooth 4.0 (30/06/2010): Chuẩn Bluetooth mới nhất hiện nay. Bluetooth 4.0
16
Hình 2.1. Sơ đồ chân IC HC05
là sự kết hợp của “Classic Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0), “Bluetooth high speed”
(Bluetooth 3.0 + HS) và “ Bluetooth low energy” - Bluetooth năng lượng thấp

(Bluetooth Smart Ready/ Bluetooth Smart). “Bluetooth low energy” là một phần của
Bluetooth 4.0 với một giao thức tiêu chuẩn
2.1.3. Đặc điểm của công nghệ Bluetooth
2.1.3.1. Ưu điểm
- Tiêu thụ năng lượng thấp.
- Cho phép ứng dụng được nhiều loại thiết bị bao gồm các thiết bị cầm tay và
điện thoại di động.
- Giá thành ngày một giảm.
- Khoảng cách giao tiếp cho phép giữa hai thiết bị kết nối có thể lên đến 100m.
- Bluetooth sử dụng băng tần 2,4GHz, tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới mức
tối đa lMbps mà các thiết bị không cần phải trực tiếp nhìn thấy nhau.
- Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này
với một ứng dụng khác thông qua chuẩn Bluetooth, do đó có thể độc lập về phần cứng
cũng như hệ điều hành sử dụng.
- Tính tương thích cao, được nhiều nhà sản xuất phần cứng cũng như phần mềm
hỗ trợ.
2.1.3.2. Nhược điểm
- Khoảng cách kết nối còn ngắn so với công nghệ mạng không dây khác.
- Chỉ kết nối được hai thiết bị với nhau, không kết nối thành mạng.
2.2. Cấu tạo của mạch Bluetooth
2.2.1. Cấu tạo
17
Hình 2.2. Module mạch thu phát sóng Bluetooth
2.2.2. Đặc điểm kỹ thuật
- Chuẩn Bluetooth : V2.0+EDR.
- Điện áp hoạt động : 3.3-5VDC, 30mA.
- Kích thước 28mm x 15mm x 2.35mm.
- Tần số: 2,4GHz.
- Tốc độ: 2.1Mbs (Max)/160kbps
- Tốc độ baudrate mặc định: 9600, 8bit dữ liệu, lbit stop.

Hỗ trợ tốc độ baud: 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400, 460800.
- Nhiệt độ làm việc: -20
o
C ~ 75
o
C
- Độ nhạy: -80dBm
- Module có 2 chế độ làm việc:
+ Kết nối truyền thông.
+ Đáp ứng theo lệnh: khi làm việc ở chế độ này, chúng ta có thể gửi các lệnh
AT để giao tiếp và cài đặt module.
18
2.3. Nguyên lý hoạt động của Bluetooth
Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị
cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ trong phạm vi băng tần từ 2,4GHz đến 2,485GHz.
Bluetooth được thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết nối, nó sẽ tự động tìm
ra tần số tương thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối trong khu vực nhằm đảm bảo
sự liên tục.
Chế độ hoạt động:
+ Ở chế độ SLAVE: Bạn cần thiết lập kết nối từ Smartphone, Laptop, USB
Bluetooth để dò tìm module sau đó đăng nhập với mã PIN là 1234. Sau khi đăng nhập
thành công, bạn đã có một cổng nối tiếp từ xa hoạt động ở baud rate 9600.
+ Ở chế độ MASTER: Module sẽ tự động dò tìm thiết bị Bluetooth khác (một
module Bluetooth HC06. HC05, USB Bluetooth, Bluetooth của Laptop…) và tiến hành
đăng nhập chủ động mà không cần thiết lập gì từ máy tính hoặc Smartphone.
Module Bluetooth HC05 được điều khiển bằng tập lệnh AT để thực hiện các tác
vụ mong muốn. Để Bluetooth module chuyển từ chế độ thông thường qua điều khiển
bằng lệnh AT, ta có 2 cách như sau:
+ Cấp nguồn cho module Bluetooth (Vcc và Gnd) đồng thời cấp mức điện áp
cao (=Vcc) cho chân KEY của module Bluetooth. Khi đó giao tiếp bằng tập lệnh AT

với module bằng cổng Serial (nối tiếp) (TX và RX) với baud rate là 38400 (khuyên
dùng).
+ Cấp nguồn cho module Bluetooth trước, sau đó cấp mức điện áp cao cho chân
KEY của module Bluetooth. Lúc này bạn có thể giao tiếp với module bằng tập lệnh AT
với baud rate là 9600.
Sau khi đăng nhập thành công với thiết bị Bluetooth khác, đèn trên module
Bluetooth HC05 sẽ nhấp nháy chậm cho thấy kết nối Serial đã được thiết lập.
2.4. Ứng dụng của Bluetooth
- Truyền tải dữ liệu không dây giữa thiết bị di động và máy tính:
Chúng ta có thể ghép nối dễ dàng Smartphone/tablet với một chiếc Laptop
thông qua Bluetooth nhằm mục đích gửi các tập tin qua lại. Mặc dù có thể nó không
thực sự thích hợp để gửi những file nhạc dung lượng lên đến hàng trăm MB hoặc hơn
nữa, nhưng Bluetooth vẫn là phương pháp thuận tiện hơn cả nếu bạn muốn gửi một vài
tấm ảnh chụp cho bạn bè. Để kết nối không dây Bluetooth, hai thiết bị đều phải được
kích hoạt tùy chọn Bluetooth và đặt không quá xa nhau. Sau khi đã ghép nối thành
công, bạn có thể bắt đầu chọn những dữ liệu mình muốn gửi cho đối phương (ảnh, bài
hát, video ngắn…), sau đó chờ đối phương chấp nhận là xong, thực sự công việc này
19
rất đơn giản. Hiện nay, không chỉ Windows mà các hệ điều hành khác như Mac OSX
và Linux cũng hỗ trợ Bluetooth.
- Truyền tải tập tin giữa các máy tính:
Hai máy tính được kích hoạt kết nối Bluetooth cũng có thể truyền tải dữ liệu cho
nhau giống như giữa máy tính và điện thoại. Với những tập tin có kích thước vừa phải,
bạn sẽ không cần phải sử dụng đến các đoạn cáp kết nối nữa. Thậm chí dù 2 mẫu máy
tính của người dùng có khác hệ điều hành hoặc đang sử dụng mạng kết nối riêng biệt
thì cũng không ảnh hưởng đến việc truyền dữ liệu qua Bluetooth.
- Chia sẻ kết nối mạng qua Bluetooth:
Một tính năng thú vị của Bluetooth là cho phép người dùng chia sẻ kết nối mạng
internet của thiết bị này với một thiết bị khác. Thông thường, “Tethering” qua
Bluetooth được sử dụng để vào mạng trên Laptop thông qua kết nối internet của

Smartphone. Trường hợp này điện thoại có vai trò khá giống với modem. Cách thức
chia sẻ kết nối mạng bằng Bluetooth sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn so với WiFi, vì vậy
nó có thể là lựa chọn lý tưởng trong một số tình huống cụ thể.
- Kết nối các thiết bị ngoại vi:
Ngày nay, Bluetooth thường được sử dụng rất nhiều để kết nối các thiết bị ngoại
vi cho Smartphone, tablet hoặc Laptop. Dưới đây là một số thiết bị ngoại vi mà bạn có
thể kết nối không dây qua Bluetooth.
+ Tai nghe: Tai nghe Bluetooth là sản phẩm đặc thù được sử dụng cực kỳ phổ
biến đặc biệt khi đi kèm với Smartphone. Ghép nối tai nghe với điện thoại giúp bạn có
thể sử dụng để đàm thoại trong khi lái xe và không thấy vướng víu như các mẫu tai
nghe có dây trước đây. Các nút bấm tích hợp sẵn trên tai nghe cũng có chức năng trả
lời/gác máy, do đó bạn gần như không cần thao tác trên điện thoại nữa.
+ Smartwatch: Đồng hồ thông minh hiện nay đa phần cũng đều sử dụng
Bluetooth hoặc NFC để kết nối với Smartphone. Từ đó, Smartwatch có thể nhận được
những thông báo về tin nhắn, cuộc gọi đến, mạng xã hội từ điện thoại một cách nhanh
chóng
+ Chuột: Chuột Bluetooth có thể hoạt động với các model Laptop, tablet và
thậm chí cả Smartphone. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý rằng chuột Bluetooth thường dùng
pin và một số loại có độ trễ khá cao so với chuột có dây.
+ Bàn phím: bàn phím cũng có thể kết nối qua Bluetooth, trong đó đặc biệt hữu
ích khi sử dụng cùng máy tính bảng. Khi dùng kết nối USB thông thường, thiết bị
thường bị giới hạn số cổng nhất định, nhưng với Bluetooth bạn có thể kết nối đồng thời
chuột và bàn phím không dây cực kỳ thuận tiện mà không lo thiếu cổng cắm.
20
+ Gamepad: Tay cầm chơi game là một loại thiết bị đầu vào sử dụng kết nối
Bluetooth. Wiimote của Nintendo hay tay cầm của PlayStation 3 cũng đều giao tiếp với
máy console thông qua Bluetooth.
+ Máy in: Máy in hỗ trợ Bluetooth cho phép bạn in tài liệu mà không cần tới kết
nối mạng WiFi hoặc kết nối qua dây.
- Trang bị kết nối Bluetooth cho máy tính để bàn:

Nếu bạn sở hữu một chiếc máy tính nhưng không được tích hợp phần cứng hỗ
trợ Bluetooth, bạn có thể sử dụng một số thiết bị Bluetooth gắn ngoài với giá thành khá
rẻ. Hầu hết các model Laptop mới đều tích hợp sẵn Bluetooth, nhưng máy tính để bàn
thường thì không. Giải pháp trong tình huống này là bạn có thể mua thiết bị thu/phát
Bluetooth Dongle có giá bán chỉ vào khoảng 1,50 USD trên trang mạng Amazon. Cắm
Dongle vào cổng USB của máy tính bàn, nó sẽ hoạt động như một bộ thu/phát tín hiệu
Bluetooth và cho phép máy tính của bạn có thể giao tiếp với các thiết bị khác thông
qua công nghệ kết nối không dây này. Tuy nhiên, bạn cũng cần lưu ý Bluetooth tiêu
tốn khá nhiều năng lượng của thiết bị. Do đó, kích hoạt Bluetooth cả ngày mà không sử
dụng tới chắc chắn là một ý tưởng tồi, đặc biệt đối với các Smartphone.
21
CHƯƠNG 3 – SỬ DỤNG GIAO TIẾP BLUETOOTH ĐỂ
ĐIỀU KHIỂN VÀ LÀM THIẾT BỊ AN NINH CHO PHƯƠNG
TIỆN GIAO THÔNG
3.1. Các chức năng cần thiết kế cho mạch điều khiển và chống trộm xe máy.
Vì có thể có nhiều ý tưởng cho chức năng của thiết bị nên chúng tôi đưa ra một
số ý tưởng sau để thiết kế:
- Sử dụng module Bluetooth có khả năng phát ra Bluetooth kết hợp với chiếc
Smartphone, thông qua việc truyền nhận thông tin bằng Bluetooth giữa hai thiết bị trên
để điều khiển việc đóng mở khóa điện của xe và chống trộm.
- Thiết kế một tag (thiết bị điều khiển từ xa) dự phòng khi điện thoại hết pin
dùng chuẩn giao tiếp Bluetooth.
- Trong phạm vi của sóng Bluetooth, khóa điện được mở và bạn có thể mở khóa
cơ và đề máy chạy xe. Không có sóng Bluetooth, khóa điện trên xe tự động khóa, nếu
tác động vào khóa cơ thì không thể đề máy chạy xe, đồng thời chiếc xe sẽ hú còi cảnh
báo chống trộm.
3.2. Tìm hiểu về module Bluetooth HC05
Mạch giao tiếp với Smartphone dùng module Bluetooth HC05 có khả năng phát
ra Bluetooth, kết hợp với chip Atmega8 để nhận dữ liệu từ module Bluetooth HC05.
3.2.1. Sơ đồ chân HC05 và module Bluetooth HC05

22

Hình 3.1. Sơ đồ chân HC05
Phương thức hoạt động:
- Điện áp hoạt động: 3,3V.
- Module có hai chế độ làm việc (có thể lựa chọn chế độ làm việc bằng cách
thay đổi trạng thái chân 34 KEY):
+ Tự động kết nối.
+ Đáp ứng theo lệnh: Khi làm việc ở chế độ này, các bạn có thể gửi các
lệnh AT để giao tiếp với module.
- Module HC05 có thể nhận 1 trong 3 chức năng: Master, Slave, Loopback (có
thể lựa chọn các chức năng bằng lệnh AT).
- Giao tiếp với module bằng giao tiếp nối tiếp không đồng bộ qua hai
đường RX và TX, vì vậy các bạn có thể sử dụng PC với chuẩn RS232 hoặc các dòng
vi điều khiển để giao tiếp.
Bằng cách thay đổi trạng thái chân 34 (KEY), bạn có thể cấu hình chế độ hoạt
động cho module:
- Để module làm việc ở chế độ kết nối tự động: KEY phải ở trạng
thái Floating (trạng thái không kết nối).
- Để module làm việc ở chế độ đáp ứng theo lệnh: KEY = ‘0’ (kết nối xuống
đất). Cấp nguồn cho module chuyển KEY = ‘1’ (kết nối lên VCC) lúc này có thể sử
dụng các lệnh AT để giao tiếp.
 Giao tiếp với module Bluetooth HC05 sử dụng tập lệnh AT.
- Cài đặt phần mềm Hercules Setup Untility, sau đó mở ứng dụng, chọn Serial,
giao diện giao tiếp với cổng nối tiếp sẽ hiện ra:
23
Hình 3.2. Module Bluetooth HC05
Chúng ta cấu hình cổng vào, chế độ, khung dữ liệu, tốc độ Baud cho cổng nối
tiếp.
- Thiết lập module HC05 hoạt động ở chế độ đáp ứng theo lệnh. Ở chế độ này,

các bạn có thể cấu hình và kiểm soát module của mình.
- Các bạn kết nối module Bluetooth với PC bằng USB TO COMPL2303 như
sau:
RX (màu trắng) - TX của module HC05.
TX (màu xanh lá cây) - RX của module HC05.
VCC với 5.0.
GND với GND.
3.2.2. Chế độ hoạt động:
- Chế độ đáp ứng theo lệnh:
Ở chế độ này các bạn kết nối module với USB TO COM PL2303 như trên.
Để giao tiếp bằng tập lệnh AT có 2 cách:
Cách 1: Cấp nguồn trước rồi cấp chân KEY lên VCC(3.3V). Khi đó bạn có thể
giao tiếp với module với baud rate bằng 9600.
Cách 2: Cấp nguồn đồng thời cấp chân KEY lên VCC(3.3V). Bây giờ bạn có
thể giao tiếp với module với baud rate bằng 38400.
Tập lệnh giao tiếp AT:
24
Hình 3.3. Cửa sổ giao diện giao tiếp với cổng Serial
Ở khung Send các bạn nhập lệnh bắt đầu bằng AT để giao tiếp.Ví dụ:
-AT+NAME?$0D$0A Hỏi tên module. Module sẽ đáp trả bằng mã HC-05
-AT+PSWD?$0D$0A Hỏi mật khẩu của module. Mặc định mật khẩu ban đầu
là 1234. Để đổi lại mật khẩu bạn dùng lệnh AT+PSWD=****?$0D$0A. Trong
đó **** là mật khẩu bạn muốn đặt gồm 4 kí tự.
-AT+ADDR ?$0D$0A Hỏi địa chỉ của module. Module sẽ trả lại địa chỉ.
Chẳng hạn: 1003:93:12345. Đó là địa chỉ của module.
-AT+ROLE? $0D$0A Hỏi vai trò của module.
ROLE=1-Master. ROLE=0-Slave. Để đổi vai trò bạn chỉ cần nhập lệnh :
AT+ROLE=x $0D$0A với x bằng 0 hay 1 tùy thuộc bạn muốn nó hoạt động ở
vai trò nào.
-AT+CMODE? $0D$0A Hỏi chế độ kết nối tự động. Mặc định ban đầu ở chế độ

tự động kết nối không địa chỉ riêng CMODE=1. Muốn đổi sang chế độ kết nối
có địa chỉ riêng, dùng lệnh AT+CMODE=0 $0D$0A.
-AT+BIND? $0D$0A Hỏi địa chỉ kết nối tự động khi nhận vai trò Master. Mặc
định ban đầu là 0:0:0, kết nối với module Bluetooth bất kỳ. Khi muốn module
chuyển sang tự động kết nối có địa chỉ riêng, bạn đổi thành:
AT+BIND=****:**:***** $0D$0A trong đó ****:**:***** là địa chỉ ADDR
của module Bluetooth khác làm Slave.
3.2.3. Cách thức giao tiếp của module HC05 với Smartphone và module Bluetooth
khác.
Module BT HC05 có thể nhận vai trò MASTER hay SLAVE là do người dùng
thiết lập cho nó bằng cách sử dụng tập lệnh AT như trên.
Vai trò Slave:
-Với vai trò Slave: Module không thể tự động tìm kiếm các thiết bị có ứng dụng
Bluetooth. Khi đó bạn cần sử dụng điện thoại hoặc máy tính có Bluetooth để đăng nhập
với module. Khi kết nối lần đầu bạn phải nhập mật khẩu để có thể kết nối với module.
Mặc định mật khẩu lúc đầu là 1234. Nếu bạn đã dùng tập lệnh AT để đổi mật khẩu thì
hãy nhập mật khẩu bạn đã thay đổi đó. Sau khi kết nối, điện thoại của bạn có thể tự
động kết nối mà không cần phải nhập mật khẩu để giao tiếp nữa.Công cụ hỗ trợ đắc lực
là bạn dùng phần mềm Bluetooth spp, bạn lên Google Play và tải ứng dụng về. Cách
thức sử dụng sẽ được trình bày ở phần sau.
- Mặc định ban đầu module hoạt động ở chế độ Slave. Để module hoạt động
giao tiếp được, bạn cần cấp nguồn cho module và để chân KEY ở trạng thái không kết
nối.
Vai trò Master:
25